一种窄带语音信号检测方法、装置、系统和可读存储介质
本发明公开了一种窄带语音信号检测方法，包括：对待检测的语音信号进行傅里叶变换，以计算语音信号的全频段幅度谱能量；根据全频段幅度谱能量，计算高频平均能量和低频平均能量；其中，高频为5kHz～6kHz，低频为2.5kHz～3.5kHz；根据高频平均能量和低频平均能量，计算能量衰减比；当能量衰减比大于第一预设值时，判定待检测的语音信号为窄带语音信号。本发明利用语音信号本身的特征进行统计，并设计相关门限来判断的方法，能有效识别宽带信号和窄带信号，并且计算和内存占用资源小，可实时应用于会议系统和终端设备中，以解决在多方会议通信时，窄带语音信号和宽带语音信号的交替出现使得频带扩展算法无法很好的作用在窄带语音信号的问题，有效提升频带扩展的效果。
发明专利
CN202011376870.0
2020-11-30
CN112530454A
2021-03-19
G10L25/21(2013.01)
厦门亿联网络技术股份有限公司
方泽煌;康元勋
361009 福建省厦门市湖里区高新园区岭下北路1号亿联研发大楼
广州三环专利商标代理有限公司
陈旭红%吴落
福建;35
1.一种窄带语音信号检测方法，其特征在于，包括： 对待检测的语音信号进行傅里叶变换，以计算所述语音信号的全频段幅度谱能量； 根据所述全频段幅度谱能量，计算高频平均能量和低频平均能量；其中，所述高频为5kHz～6kHz，所述低频为2.5kHz～3.5kHz； 根据所述高频平均能量和所述低频平均能量，计算能量衰减比； 当所述能量衰减比大于第一预设值时，判定所述待检测的语音信号为窄带语音信号。 2.根据权利要求1所述的窄带语音信号检测方法，其特征在于，所述根据所述高频平均能量和所述低频平均能量，计算能量衰减比的步骤，包括： 根据以下公式，分别对所述高频平均能量和所述低频平均能量取对数，获得高频能量对数值和低频能量对数值： E0”＝20*log10(E0/T) E1”＝20*log10(E1/T) 根据以下公式，计算能量衰减比： Ethr＝E0”-E1”/(120-70) 其中，E0表示高频平均能量，E1表示低频的平均能量，E0’表示高频能量对数值，E1’表示低频能量对数值，Ethr表示能量衰减比，T表示所需输入的帧数，120为频谱6kHz所在的傅里叶频点，70为频谱3.5kHz所在的傅里叶频点。 3.根据权利要求2所述的窄带语音信号检测方法，其特征在于，在所述当所述能量衰减比大于第一预设值时，判定所述待检测的语音信号为窄带语音信号的步骤之后，还包括： 根据所述低频能量对数值，对初步判定的所述窄带语音信号进行二次判断，其中： 当所述低频能量对数值大于第二预设值时，最终判定所述待检测的语音信号为窄带语音信号； 当所述低频能量对数值小于或等于第二预设值时，最终判定所述待检测的语音信号为宽带语音信号。 4.根据权利要求1所述的窄带语音信号检测方法，其特征在于，所述对待检测的语音信号进行傅里叶变换，以计算所述语音信号的全频段幅度谱能量的步骤，包括： 将待检测的语音信号划分为多帧语音信号；其中，在划分多帧所述语音信号时，按照从待检测的语音信号以N个采样点为一帧，划分成多帧所述语音信号，划分的每一帧所述语音信号的长度为设定加窗宽度，且划分的相邻两帧所述语音信号之间存在一段设定重叠长度； 根据以下公式，对每一帧所述语音信号进行加窗处理： S”(n)＝S(n)×W(n) 其中，S(n)表示多个语音信号，W(n)表示汉明窗，N为帧长大小，a为汉明窗系数； 对分帧加窗后的各帧所述语音信号进行快速傅里叶变换，得到每一帧待检测的语音信号的频谱，傅里叶变换计算公式如下： 其中，X(k)为变换后的频谱，x(n)为待检测的语音时域信号，j表示虚数，表示角频率，N1表示傅里叶变换的点数； 根据以下幅度谱能量公式，计算所述语音信号的全频段幅度谱能量： 其中，E(K1)表示幅度谱能量，real(X(k1)为变换后的频谱X(k)的实部，imag(X(k1)为变换后的频谱X(k)的实部。 5.根据权利要求1所述的窄带语音信号检测方法，其特征在于，所述根据所述全频段幅度谱能量，计算高频平均能量和低频平均能量的步骤，包括： 根据所述全频段幅度谱能量和以下公式，计算高频平均能量和低频平均能量： 其中，E0表示高频平均能量，E1表示低频平均能量，E(K1)表示全频段幅度谱能量，频谱为5kHz～6kHz的k1范围是100～120，频谱为2.5kHz～3.5kHz的k1范围是50～70，T表示所需输入的帧数。 6.根据权利要求5所述的窄带语音信号检测方法，其特征在于，在所述根据所述全频段幅度谱能量，计算高频平均能量和低频平均能量的步骤之后，在所述根据所述高频平均能量和所述低频平均能量，计算能量衰减比的步骤之前，还包括： 判断当前输入的帧数是否达到所需输入的帧数T； 若是，则根据所述高频平均能量和所述低频平均能量，计算能量衰减比； 若否，则返回到对待检测的语音信号进行傅里叶变换的步骤之前，继续累加语音信号能量，直至当前输入的帧数达到所需输入的帧数T。 7.一种窄带语音信号检测装置，其特征在于，包括： 第一计算模块，用于对待检测的语音信号进行傅里叶变换，以计算所述语音信号的全频段幅度谱能量； 第二计算模块，用于根据所述全频段幅度谱能量，计算高频平均能量和低频平均能量；其中，所述高频为5kHz～6kHz，所述低频为2.5kHz～3.5kHz； 第三计算模块，用于根据所述高频平均能量和所述低频平均能量，计算能量衰减比； 判定模块，用于当所述能量衰减比大于第一预设值时，判定所述待检测的语音信号为窄带语音信号。 8.一种窄带语音信号检测系统，其特征在于，包括：采集单元、计算单元、传输单元和终端，所述采集单元与所述计算单元电连接，所述计算单元和所述终端分别与所述传输单元连接； 所述采集单元，用于采集语音并将语音信号发送至所述计算单元； 所述计算单元，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至6任一项所述的窄带语音信号检测方法； 所述传输单元，用于传输所述计算单元计算的数据； 所述终端，用于接收所述计算单元计算的数据。 9.根据权利要求8所述的窄带语音信号检测系统，其特征在于， 所述采集单元包括声音采集器和信号转换器，所述声音采集器与所述信号转换器电连接，所述信号转换器与所述计算单元电连接，所述声音采集器用于采集语音，所述信号转换器用于将所述声音采集器所采集到的语音信号转换成数字信号； 所述终端包括接入网络的实时会议通信系统。 10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的窄带语音信号检测方法。